在直接检测和连贯检测相位敏感光学时域反射计系统中的噪声分析
Optics express
|September 15, 2023
概括
本研究比较了基于纤维的分布式声学传感 (DAS) 中的直接和连贯检测. 连贯检测提供了优越的信号噪声比 (SNR) 性能与较少的选择性过器,指导DAS系统设计.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 传感技术 传感技术
- 信号处理 信号处理
背景情况:
- 分布式声学传感 (DAS) 系统利用雷利回散光进行传感.
- 阶段敏感的光学时域反射计 (ΦOTDR) 是DAS的一个关键技术.
- 对比直接检测和连贯检测对于优化DAS性能至关重要.
研究的目的:
- 为了比较基于光纤的DAS中直接和连贯检测之间的噪声和信号对噪声比率 (SNR).
- 评估光检测波器带宽和选择性对SNR的影响.
- 为高性能时间域DAS提供设计指南.
主要方法:
- 在两个检测方案中对噪声和SNR进行理论分析.
- 理论模型的实验验证.
- 在 ΦOTDR 系统中对雷利反射光的动态分析.
主要成果:
- 对于窄带宽光检测过器,SNR性能在直接和连贯检测之间是可比的.
- 连贯检测在使用选择性差的过器时显示出优异的SNR性能.
- 该研究基于波器特性量化了SNR中的权衡.
结论:
- 光探测过器的选择性显著影响了DAS的性能.
- 在选择性过较少的场景中,连贯检测是有利的.
- 这些发现为设计先进的时域DAS系统提供了关键的见解.
